时间：2023-03-15 14:56:09
导语：在机械设计技术论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
摘要：在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。
关键词：机械设计；CAD技术
1CAD技术的发展
CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和产品数据管理技术（ProductDataManagement，PDM）及计算机集成制造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。
产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(IntelligentCAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。
以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。
2三维CAD技术在机械设计中的优点
通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:
2.1零件设计更加方便
使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。
2.2装配零件更加直观
在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。
2.3缩短了机械设计周期
采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。
2.4提高机械产品的技术含量和质量
由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CADCIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。
3CAD技术在机械设计中的应用
3.1零件与装配图的实体生成
3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。
对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。
3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。
一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。
3.3机械CAE软件的应用
机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。
4CAD前沿技术与发展趋势
4.1图形交互技术
CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。
4.2智能CAD技术
CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。
4.3虚拟现实技术
虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。
参考文献
[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.
[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.
[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社,2004.
我国剪纸艺术在民间渊源颇深，并根据地理分布不同大致分南北两派，虽然各派系艺术形态各有特色，但是鉴于材料与造型手法的单一性，以及中华民族共性的审美形象和思想内涵，在其纹样形态方面依旧可以总结出以下三点共有特征[2]。（1）祈福避灾的一致性在所有的剪纸纹样中，都体现出祈福避灾的思维，所以其在民间的图案纹样,主题纹样多采用谐音的传统吉祥纹样，如麒麟、龙凤、松鹤、蝙蝠、如意、松竹、梅花、兰花等题材,寓意为“龙凤呈祥”、“松鹤延年”、“五福六寿”等祈福愿望。另外，剪纸的辅助纹样也一致选用典型民族风格的式样，如祥云纹、卷草纹、弦纹、谷纹、蒲纹等作衬托和背景。图1为“龙凤呈祥”纹样；图2为“祥云”纹样。（2）构图的“一点透视”性在剪纸纹样的构图中，“一点透视”现象是指将多个不同角度的物体，有秩序的以一个角度的透视关系排列出来。由于剪纸的纹样受制于制作材料的空间局限，表现三维空间的场景与层次深度感有先天的困难，纹样具体形象之间的比例与透视关系也很难精准控制，于是往往采用“一点透视”的构图手法。此外，通过将个别纹样造型夸张变形，以期达到构图和谐、符合本民族的审美情趣，也成就了剪纸纹样特有的非自然性和浪漫主义色彩。图3为夸张变形的花草纹样。（3）纹样单元组合的连续性单元组合构图模式也是一种纹样造型手段，连续性则是这种构图模式的特点，通常表现为同一种纹样反复衍生并与其他纹样组合。这种纹样的单元组合不强调透视关系，也没有三维景深的层次要系，有助于问题的论证和探索。舒威霍弗（AntonSchweighofer）认为，类型学的目的不是发明新东西，而是发现某些已经存在的新东西。到目前为止，该方法研究领域主要有两个方向：一是对设计中现存或过去风格，进行分析、梳理与归纳；二是如何基于原有产品风格的元素，创造出全新且具原创价值的产品风格[4]。类型归纳法在剪纸艺术鞋靴设计中的应用方法可分以下几步：（1）确定典型纹样形态和色彩搭配通过对传统民间剪纸艺术常见的装饰纹样和典型色彩配置构成、工艺处理、情感体验的研究，提取具有典型特征的代表，如云纹、回纹和锦纹，以及常用吉祥色彩色相，如红、绿、黄、黑、白等，挖掘视觉情感体验，如色彩视觉平衡、色彩心理，将其作为鞋靴创新设计的基点。（2）寻找传统与现代鞋靴形态折中点现代鞋靴形态变化受市场消费文化、功能满足影响很大，因此鞋靴种类繁多，需要总结现代鞋靴发展的特点，此外还应考虑地域消费差异、社会流行趋势、等因素带来的动态变化，建立客观因素与规律性变化之间的联系。将以上两点作为基点，综合各项设计要求与限制因素，创新现代鞋靴形态，特别是对外观形态变化“度”的掌控，既要避免变化不够，导致鞋靴创新体验不足，又要避免设计的鞋靴外形过于突兀和前卫，不被市场所接收。
2剪纸艺术色彩特征
（1）祈福避害的主观色彩这种对色彩的主观选择体现在剪纸依据人们的心理需要与感受，主观的对事物色彩进行改造，充分发挥主观的想象，而具体事物色彩是否写实则不重要，只是作为一种心理寄托，反映在剪纸艺术上就是色彩纯度高、设色主观性强、不求色彩对比平衡、凡是与吉庆相关的色彩都会被大胆使用，例如红色、绿色、蓝色[3]。（2）五行观念下的色彩我国民间剪纸色彩设色，也根据《易经》与八卦方位所推崇的五行学说，通过五个方位对应“绿、红、黄、白、黑”五色，进行五行色彩的生克搭配。在我国广大民间不单是剪纸，包括皮影戏、脸谱、宗教神邸、图腾等，都将五行色视为正色，赋予神秘的玄学色彩。（3）色彩与纹样的互补出于对形式结构以及色彩视觉平衡的追求，都会考究色彩的色相与纹样形态之间的和谐匹配。通常而言，高纯度的色彩配合，剪纸纹样的刀工较为粗犷，其次，通过色彩的冷暖对比，匹配纹样面积的大小，使色彩与纹样互补，达到视觉色彩效果的平衡。
3剪纸艺术在现代鞋靴设计中的应用
3.1类型归纳法
类型学原理，是一种分组归类方法的体系，最初使用在工业时代的建筑设计领域，这种分组归类方法可以在各现象之间构建横向联于其他艺术类型的特点，其纹样形态反映出的祈福避灾主旨、造型夸张的浪漫主义、华丽的四方连续形式美感，以及寓意为祈福避害的五行色、主观偏好色以及冷暖色调互补纹样面积的设计手法，是鞋类设计师重要的灵感来源，亦是当代学者研究的范本[5]。通过对剪纸艺术纹样元素、规律的研究，领悟其精神基因核心，对其基本形态进行归纳、分类、重构与创新，将这种新的形态归纳应用于现代鞋靴设计中来。在现代鞋靴设计中，在进行针对剪纸纹样的装饰效果设计时，通常有四种设计路径。（1）形象提炼可以吸取剪纸纹样祈福避灾的寓意下的纹样造型与文化内涵，通过寓意联想，从具象的剪纸中提炼出抽象的神似的艺术造型，以情理交融手法引发人们情感共鸣，将剪纸花鸟鱼虫等蕴含谐音寓意的图案、纹样运用到设计中，以表达美好的愿望[6]。（2）变形将传统剪纸纹样进行抽象变形归纳，分析其典型形态特征，将繁琐的剪纸纹样理性整理为若干种几何形态，使其视觉效果即保存有原纹样形式美感，又符合现代审美基本规律。此外，还可以将原有的纹样夸张或者抽象化，通过二次变形形成不同风格的图腾纹样。图4所示的休闲鞋的修饰手法即是对图2“祥云”纹样的变形，由鞋帮到鞋面采用舒缓过渡设计，并在鞋舌与鞋口处，也采用变形祥云纹样与整体呼应，整体效果动势较强，且带有传统韵味。（3）解构组合传统剪纸纹样通常采用“一点透视”构图，而将其运用于鞋靴设计时，设计师可以将不同剪纸纹样以“多点透视”手法夸张变形，将提取的不同纹样元素以符合东方民族审美的方式，进行有规律的创作。图5所示女靴靴筒刺绣的花卉植物，即是由图3夸张变形的花草纹样演变而来，这种纹样的线条大胆泼辣，走向不拘一格，适于使用在青年运动风格风格的鞋靴上。纹样的“二、四方连续”造型也在鞋靴设计中可以大量使用，这种形态的纹样修饰在鞋靴的面料之上，富有很强的节奏感、跳跃感，有些品牌的鞋靴设计，甚至以此为品牌一贯风格，有效提高了品牌辨识度。如图6Gucci品牌的四方连续纹样。（4）与现代科技相结合随着历史发展到现代社会，发达的科学技术不仅提高了人们的生活水平，同时也给传统民间纹样的创新提供了广阔天地，海量新生事物、形态与设计元素，可以融入传统纹样的创新中。从前受到客观条件限制而无法理解的自然现象、无法观测的微观事物，以及广袤的宇宙世界，都可以作为创新纹样的新元素。同样，受制于过去生产力和地理条件的制约，世界各地域或多或少会处于封闭状态，从而出现不同的地域特色，给纹样带来了地域性特征。在当今社会条件下，设计师可以将不同地域特色的纹样与风格相结合，创新形态纹样；这些新生衍变的纹样，与上述的例子相似，同样可以运用在现代鞋靴的设计中。
3.2剪纸图案色彩的设计
【关键词】工程机械；设备管理；维护
一、工程机械设备的配置
随着我国工程项目建设中机械化程度不断的提高，施工机械设备在工程项目建设中的地位也愈来愈高。增强工程机械设备生产要素的优化配置、成本核算，使用治理、可以加快工程项目进度，提高工程质量缩短工期和减轻劳动强度，从而节省劳动力，提高劳动生产率，降低工程造价从而获得更好的经济效益，同时对加速工程项目建设，改变公路交通面貌都起着十分重要的作用。
1 机械自身的条件，一方面是机械本身设计制造时的条件，主要是科技含量的多少、性能的高低等。这就要求使用者在购买时要选择那些适应企业自身发展及公路建设发展趋势的设备，既要有工程机械的管理超前意识，又要避免盲目性。另一方面则是使用期内的自身条件，主要是机械的完好率、工作效能的发挥等，而正确的操作及时的保养与维修，就能够从根本上解决问题，避免因机械的技术水平低或维修率高而影响工程的质量和工期。
2 施工机械的选型，不同机械和同一类机械的不同型号，都有各自最合理的作业范围.如果超出了这个范围，不是造成机械资源的浪费，就是造成工期浪费工程质量保证率低所以在施工时，要根据其自身的性能特点.并结合施工条件、施工方法和经济效益进行机种、机型的合理选择.以发挥出机械施工的最大效益。施工机械的配套机械化施工不仅是单机操作.更主要的是配合作业，因此，除正确选型外，还要根据施工工艺、施工组织进行合理搭配，形成单项工程机械化搭配不当就容易引起资源浪费，影响质量和工期。例如沥青路面施工如果拌和设备生产能力或运输能力较摊铺设备的能力小，势必影响施工的连续性横缝较多，处理不当，就会影响面层平整度，同时也影响工程质量进度。
二、工程机械施工设备管理与维护中存在的问题
在工程机械施工过程中，各种施工机械都有其独特的技术性能，比如施工机械的便甩性能分为牵引特性、动力特性、机动性、稳定特性和经济特性等。为了高质量地使用公路施工机械，取得良好的实物成果和经济成果，了解施工机械的使用性能是非常重要的。结合实践经验，我们从机械的使用性能出发，分析公路机械施工设备管理与维护中存在的不良因素。
1 机械管理与生产管理不合理
机械管理往往是一些工程技术人员，但这些人员常被安置在技术研究等相关部门，不能在生产过程中发挥作用。 而生产管理的人员尽管长期实践， 但是却对公路建设机械的正确使用、定期保养等专业知识掌握不够全面、操作机手的施工技术知识掌握有限，在指导公路建设施工过程中产生很多弊端，就大大削弱了机械设备的正常管理。
2 机械设备管理的寿命短
施工单位在施工过程中往往过于重视经济效益，因此在公路建设施工过程中对于机械的使用率也是越大越好。 在这种情况下，很多单位便不得不加班加点，长时间超负荷工作。 这种“轻管理，重使用”的行为大大影响了机械的技术状态和使用寿命。此外，对于某些发生故障的机械，施工单位不愿承担高额的维修费用，这些因素都导致机械设备的使用寿命大大缩减。
3 施工机械设备配套不够
公路建设工程项目中标后，公路建设施工单位要组建项目部，从现机械设各中抽调的部分设备技术状态较差，投入工程建设难免会影响施工进度和质量。而在某些情况下，大型或特殊的设备不到位、设备不配套同样是很棘手的问题。
三、工程机械管理维护存在问题的原因
由以上分析可以看出，公路施工中工程机械的管理维护工作存在着很多弊端，制约着施工单位工程效益的提高。结合公路建设施工过程中的不同因素，我们可以将造成这些问题的主要原因归结为以下几个方面。
1 没有制定规范的机械设备保养制度，导致机械设备完好率低下
机械设备在施工过程中往往更多地发挥自身的使用性，而忽略其保养性，也忽视了机械设备保养制度对人的活动的制约性，没有能明确落实到人。不少操作人员只是注重使用，对出现的问题不能及时解决；此外，在机械设备出现故障需要维修时，许多维修人员责任心不强，应付差事，不从根本上解决故障问题，从而造成设备故障的不断扩大和发展。种种原因的出现，致使了机械设备的使用寿命和安全性降低。
2 忽视老旧机械的及时更新，导致施工效率降低，影响施工竞争力
目前部分施工企业片面追求经济利润，而忽视机械设备的故障及老化现象，机械设备长期得不到更新。 甚至单位违反国家有关规定继续使用破旧机械和报废机械，致使施工过程中故障连连，影响了公路建设的质量，不仅危害施工人员的人身安全，而且造成整体的施工效率低下，最终影响整个施工过程的发展。
3维修的安全性差
事故率高确保工程机械维修的安全作业，是工程机械维修中要首先重视的问题。由于一些修理场地的环境 较差和一些维修技术人员的安全意识不强，有可能发生维修事故。事故一旦发生，不仅造成工程机械 损坏，延误时间，而且容易造成人员伤亡。
四、解决工程机械管理与维护存在问题的措施
1 管理层为了保证施工机械的使用寿命， 在施工过程中应该做到定人定机，而且要包使用、包保管、包包养，机械操作人员要做到懂构造、懂原理、懂性能，会使用、会保养、会检查、会排除故障。只有这样，才能正确使用机械，严格执行安全技术操作规程，并对机械设备实行目标成本管理，将操作者经济效益与机械使用费挂钩，并加强对机管人员的职业道德教育与培训。此外，还要重视环境因素对使用机械的影响。工程大部分是露天作业，因为温度、污染、路况、天气等因为都对施工有重要影响。不少施工单位忽视了这个方面，并未采取相应的保护机械的措施，致使机械使用性能降低，使用寿命缩短，甚至酿成事故。
2 保养层对机械实行定期保养是延长机械寿命的关键
为了保证机械设备的使用效率，不少施工单位对设备的保养有相关规定，但是一到工期紧任务重时，依然会忽视保养工作。这主要是操作人员的保养意识不够造成的。实际上，保养对于机械设备寿命的延长和效率的提高有着不可替代的作用，只有注意及时保养，才能确保施工安全顺利进行，保证施工过程的经济效益不受影响。
3 维修层延长机械设备使用寿命， 维修是一个不可忽视的关键方面
对于某些机械设备，可以在机械设计时采用维修性设计，提高机械的维修性，同时还要注意在必要的时候进行零件换位。施工机械上的许多零件，在运行中往往承受负荷较大，容易造成磨损，适时地更换受到有均衡负荷零件的位置，使它们的磨损均衡，则可延长其使作寿命。
综上所述，机械设备的管理是工程施工中一门综合性学科，我们要充分认识到机械设备管理工作的重要性。机械设备管理水平的好坏，将直接影响施工单位的经济效益。因此加强工程机械设备的管理，做到科学管理，合理使用.及时保养，视情维修。经济核算，以便更好的为工程建设服务，取得设备管理的最佳经济效益。
参考文献：
[关键词]课程设计 试卷库 学生创新大赛 CDIO
综合素质教育和创新能力的培养是新世纪高等学校人才培养和教学改革的主要目标，机械类专业人才培养和就业是直接面向机械工程的主战场，显然具有强烈的工程背景和鲜明的机械特色，随着科学技术的迅猛发展和知识更新的快速变化，原有传统的教学模式已不能适应当今社会对高素质、创新型人才培养的需求，所暴露出来的缺陷也非常明显，特别是重理论、轻实践，工程意识淡薄，导致创新动力不足。为此，探讨、研究如何围绕和重视工程意识下创新能力培养，进行课程改革，以适应时代的需要，为社会输送合格人才，显得十分重要和迫切。近几年来，为了培养同学们的创新意识和能力，我们已在相关方面做了大量的卓有成效的尝试和改革。
一、探索创新考核模式，并在教学过程中实施
从2011年起，我们就以机械设计及理论平台课程群为切入点，包括《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》、《精密机械设计》等课程，对工科课程考核方式的改革做以探索，使之克服现有考核方式的缺欠，形成一套切实可行的、与用人单位的要求接轨的、以考察能力而不是考察知识为主的考核系统。这个考核系统包含的题目没有唯一正确的标准答案，也不是客观的标准化考试。教师根据具体需要选择闭卷、开卷、闭卷和开卷混合、小论文、小设计、口试、实验、参与科研、实地调查等多种方式。像实验、论文、设计、口试、参与科研实地调查等，均可适当采用等级制；增加平时考试的次数和在总成绩中所占的比例；改变一门课程结束时进行一次考试的习惯做法。教师在课堂教学的过程中有意识地随时观察和记录学生的学习表现，通过面谈、正式作业、项目调查、书面报告、讨论问题、写论文等方式对学生的学习进行即时的和全面的评价。
通过详实的企业调研，编制了包括《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》、《精密机械设计》各20套考题的试卷库；选定各课程中近10种小论文的题目；选定近100道来自生产实际的口试题。并把这种考核内容和考试模式在教学中试点应用，学生普遍反应这种考核模式摈弃了单纯的死记硬背，对学生的理解能力、创新能力的培养起到积极作用，使得“校园人”和“社会人”自然衔接，缩短“断乳期”。
二、更新传统课程设计模式
《机械设计课程设计》是机械设计课程的后续必修课，对多门课程起到融会贯通的作用。传统的课程设计模式是老师指定题目，学生按步骤计算，最后成图。由于设计时间短，学生对方案的修改很排斥，更无法做到多种方案比较。我们采用的方法是：让一部分学生从学期初就开始用C、VB等计算机语言，进行参数化设计，把课程设计中耗时多的模块譬如：带传动设计、齿轮设计、轴的设计编成参数化设计程序，学生利用编制的程序输入原始参数，原来齿轮设计需要两天的计算量，现在则需要十几分钟，这样就使改变参数带来的重复计算工作量大大降低，学生可以做出多种设计方案，实现方案的优化。
三、基于CDIO理念的课程教学体系
为了加强学生的学习技能、沟通技巧、管理能力、领导才能、实际应用能力和团队合作能力，我们在《机械原理》课程教学中引入了CDIO（构思、设计、实现和运作）工程教育模式，在课堂教学中增加了基于功能原理方法论的机械系统设计知识点；随课堂教学的进展，同步了22个设计题目，每4或5个人组成一个设计组，组内按设计任务进行合理分工，课程结束时，提交了设计结果（包括设计的三维数字模型、仿真模型、设计报告）。通过基于项目的学习方法，同学们一方面掌握了理论知识，同时也锻炼了解决实际工程问题的能力和团队合作的能力，取得了良好的教学效果。
四、指导学生参加各种创新大赛，取得丰硕成果
机电学院的学生参加大赛由来已久，继山东省机电产品设计大赛之后，从2011年，我们又牵头组织学生参加全国信息技术应用水平大赛，此项赛事是教育部主办，每年参赛规模大，参加学校多，对学生的创新能力培养有很大好处。2011年，我们获得最佳指导教师奖3项，优秀指导教师奖2项，全国二等奖3项，全国三等奖5项，全国优秀奖9项；2012年，获得最佳指导教师奖5项，优秀指导教师奖5项，全国二等奖4项，全国三等奖7项，全国优秀奖5项。烟台大学连续两届获得优秀组织奖。对此项比赛，学校给予了充分的肯定。
综上所述，我们针对学生学业能力的评价，创建了一种多层次多视角的以能力为主和知识为辅的综合考核系统，对学生的理解能力、创新能力的培养起到积极作用；我们在传统的机械设计课程设计中引入计算机辅助技术，培养了同学们在传统机械设计中应用现代信息技术的能力，加强了与工程实践的接轨；2006--2012年学科组指导学生参加全国机械创新设计大赛和山东省机电产品创新设计大赛，获得诸多奖项；2011-2012年组织学生参加全国信息技术应用水平大赛，获得多项优秀指导教师奖和学生国家级奖、省级奖，我们通过把大学生机电产品创新设计大赛、信息技术大赛等各种创新设计竞赛作为检验教学效果和学生能力培训的一个平台引入教学过程中，从而加强了学生基础知识和实践能力的培养；在课程教学中引入基于项目的学习理念，加强学生的学习技能、沟通技巧、管理能力、领导才能、实际应用能力和团队合作能力的培养。总之，成果所解决的问题正是当前高等教育面临的应试教育与素质教育之间转变的重要问题，我们通过创新性教育和教学不仅提高了学生的动手实践能力和创新的积极性，而且对于进一步深化机械本科教学改革、加快创新型人才的培养步伐、全面推进创新教育理念都是具有深远意义的。
[参考文献]
[1]《创新人才培养与新世纪日本研究生教育改革》 Comparative Education Review.2009/11；
[2]《创新实验教学，培养创新人才》China University Teaching.2009/10；
关键词： 机械设计；教学模式；创新设计；实践
中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0253-02
0引言
机械设计课程是机械专业的重要技术基础课，它在学生学好专业课程和培养实际设计能力等方面起着重要作用。其教学目标是使学生掌握常见零部件的基本知识，初步建立机械零件和简单机械系统设计的能力。近年来，我校机械设计课程经过省、校、院各级教改项目、精品课程建设，已经取得了一定的教改成果。本文结合笔者的教学实践，谈一些体会。
1针对教学内容特点，合理组织教案[1，2]
1.1 以工程设计过程为背景机械设计课程基本概念多，逻辑性差，缺乏系统性，实践性强。因此，不少学生在学习中感到比较吃力，没有头绪，抓不住重点。为解决这一问题就需要教师在组织教学活动中，充分理解教材内容的特点，合理组织教案。在教学内容的组织方面，我们追求教学内容新、课堂教学信息量大，注意将学生的能力培养和素质教育结合起来。在课堂教学以及实验教学中，设置了很多启发点，激励学生的学习积极性。具体方法：①以工程设计过程为背景，以掌握通用零部件设计能力和创新能力培养为主线，从整体和系统的角度，将课程知识体系整合为“机械设计总论”、“连接零部件的设计”、“机械传动设计”、“轴承设计”和“轴系部分设计”五大模块，体现学生设计能力培养的循序渐进性。②在强调和培养传统设计能力的基础上，结合具体章节（如齿轮传动、蜗杆传动及轴设计等）介绍现代机械设计的方法，旨在开阔学生的视野，提高学习兴趣。③对传统内容精简压缩，简化公式演绎推导，重结论、重应用。
1.2 突出工程观点机械设计课程是一门实践性很强的课程，而学生缺乏实践经验和感性认识，因此我们充分利用实验课、课程设计等实践环节，培养学生应用工程观点提高分析问题和解决问题的能力。实验课在传授知识和技能方面有着理论课无法替代的作用，它的特点是观察目标明确、清晰，原理结构易懂、有针对性，可动手操作等。我们要求学生仔细观察、分析，并将实际结果和有关原理进行分析、对比和归纳总结。如动平衡实验、螺栓组连接实验等几个验证性实验，目的就是验证理论知识，培养实验动手能力，同时提高学生应用工程观点分析问题的能力。课程设计是本课程及相关课程知识的一次综合运用，是学生第一次较全面的设计训练，是对学生设计思想、设计方法和设计能力的一次锻炼和检查。在此过程中，前一阶段教学中存在的问题会显露出来，因此这是系统培养和强化学生工程观点的一次难得的机会。
1.3 将单个零部件的设计与整机设计结合起来在实际的工业应用中，零部件往往不是单独使用的，它们要相互连接、配合形成系统进行工作。因此，机械设计课程教学的目标决不仅仅是为了能够进行单个零部件的设计，而是面向实际机械系统的设计。但目前国内高校机械设计课程的内容在编排上都是以零部件进行分块讲解，各个零部件之间没有很好地建立有机的联系，学生在学完整个课程之后虽然能够进行单个零部件的设计，但面临整机设计中的零部件之间相关问题设计往往无所适从。为此，我们在教学中每讲到某一个零部件的设计时总要抽出一定的时间详细介绍一下该零部件与其他零部件之间的关系、设计中如何进行相互协调等。
2合理使用教学方法与教学手段
2.1 采用多媒体教学，提高教学效果学校在多个校区建立了设备先进，条件优越的多媒体教室，能保证全校机械设计课程的多媒体教学。从2000年开始研究利用信息技术进行教学手段和教学方法的改革，进行多媒体课件的研制工作，完成了《机械设计基础》、《机械工程基础》、《机械设计》三门课程的多媒体课件，所用素材内容丰富、经典生动，学生反映良好，使用方便省时高效；使教师授课空间由二维的黑板扩展到了更真实、自然的多维空间，为改革传统的教学方法和教学手段提供了新的发展机遇。
2.2 多样化的课堂教学帮助学生掌握重点、克服难点理论课加强启发式，采用多媒体和黑板相结合，并辅以配套电子版教材，帮助学生听课与复习；习题课通过抓住典型习题，举一反三，以点带面；讨论课以实际工程为背景，使学生在分析能力提高中理解重点；实验课充分发挥开放实验室的作用，使学生在自主动手能力提高中突破难点。
2.3 建设“机械设计”省级精品课程网站利用校园网提供的网络教学平台, 为学生提供了教学课件、学习指导、复习思考题、练习题等大量的学习资源，节省了学时，提高了教学效率和教学质量，也培养了学生的自学能力。
3开放主题的小论文，培养学生主动获取知识的能力
由于学时的限制，在讲授机械发展史等内容时，只能给学生一些很粗浅的认识。我们尝试让学生对这部分内容进行自学，并且给学生获取比教材上内容更丰富和具体的知识的途径，要求学生以“各种机械的发展史”为主题写成学习小论文。学生通过查阅相关资料，对各种机器的相关技术及发展有了较深入的认识，并完成了诸如“机器人的发展”、“抽油机的发展”、“联合收割机的发展”、“轮式拖拉机的发展”等小论文的写作，并编辑成册，培养了学生主动获取知识的能力。
4工程实践能力和创新能力的培养[3-4]
以机械设计课程体系的教学内容为背景，以强化设计型、综合型和加强学生动手能力培养为目标，我们将原“机械设计”的实验环节从课程中剥离出来，于2006年构建了单独设置、学分单列的机械设计实验课程,并新编了“机械设计实验指导书”和“机械设计实验教学大纲”，按五大模块体系设置了5个实验项目，其中：创新设计型实验1个，综合型实验3个，验证型实验1个。对每个实验项目规定了难度等级，要求每位学生至少完成3个实验项目，其中包括2个必做项目和1个选做项目，便于因材施教和培养学生个性发展。
为进一步提高本科生科研能力、创新能力和实践动手能力，进一步激发学生的科技创新热情，依托西南地区较早建立的机械创新设计实验室，我校每年都举办大学生机械创新设计大赛，学生可根据自身的兴趣爱好和创新需求自由申请项目，也可申请参加教师从现有教学、科研、生产和管理研究课题中细化出来的项目或企业界设立的项目，学校给予经费支持，机械基础教学部配备指导教师。近几年来，学生的科技创新活动如火如荼的进行，优秀作品曾多次获得四川省“挑战杯”、全国“挑战杯”、全国大学生机械创新设计大赛奖项以及全国机器人足球锦标赛冠、亚军。
5加强师资队伍建设
机械设计课程教学组鼓励和支持青年教师在职提高学位，实行指导教师责任制，安排富有教学经验的老教师在教学和科研上对新进教师进行指导和帮助，实行一对一的传、帮、带，并订有明确具体的培养计划，帮助他们提高教学能力，过好教学关。要求新进教师必须经过听课、辅导答疑、批改作业、指导实验、指导课程设计、试讲、点评、讲近机类课程等阶段后，才能讲机类课程。经常开展有关本课程的教改与建设、教材建设、教学方法与手段运用以及老教师示讲、试讲等教学法活动；鼓励青年教师在教学方法、教学手段等方面勇于创新，创造条件鼓励教师参加各种学术会议。鼓励青年教师积极参与本课程组主持或参加的校级及省教育厅立项的课程建设与教改研究项目。另外，加大引进具有丰富实践经验的高级工程技术人才，把不同经历的教师融为一个有机整体，使教师间共同磋商，相互学习，取长补短。
6结束语
经过几年的实践，我校机械设计课程的教学取得了较好的效果。机械设计作为专业技术基础课，课程内容多且实践性强，需要积极探索各种教学方法和手段，紧密结合工程实际，培养学生的工程意识和创新设计能力。
参考文献：
[1]朱维兵.加强机械基础系列课程建设的思路和构架[J].高等教育研究(成都)，2004，20(2):71-72.
[2]秦小屿.提高机械设计课程教学效果的几点思考[J].高等教育研究(成都)，2009,26(1):50-51.
机械设计具有自身的程序，图1为设计的基本程序。图1机械设计的基本程序目前，机械设计教学中主要存在以下问题。
1.1教学内容过于防范
目前，机械设计这门课程包含的内容较多，有机械原理和机械设计。机械设计包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容，所涉及的知识层面较广，教学内容较散，且与其他课程有着很多重复，如机械设计学科中有一项螺纹连接的相关教学内容。可见，教学范围与机械设计这门学科的学习原则不相符合。又如，减速器的类型、样式和设计参数要求，和机械制图中的减速器设计相关知识存在较高重复率，不仅在学科的学习层次上造成混乱，还浪费了学生的学习精力。
1.2与时俱进能力不强
机械设计这门学科的实用性较强，同时其教学内容随着科技的不断发展而不断变化。所以，传统的教学内容如果不进行更新，很难满足现代社会的需求。现代机械设计教学应当满足工程性和技术性需求，同时也应当具备系统性。因此，现代机械设计学科紧随时代的变化而改变，将传统的设计技术进行时代元素的融入。如今，很多相关院校对机械设计教学中的设备结构、设备强度和运动学等技术的教学比较注重，教学力度也较大，使能源问题、环境问题的教学很少涉及。尤其是安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素，导致机械设计教学无法满足现代人们的生产需求。
1.3教学方式落后
很多相关院校对机械设计的教学仍然采用讲学通用的原则，对于教学中的重点知识，让学生采取理论知识记忆的灌输性传统学习方法，而对这门学科的实际应用教学涉及较少，仅仅加深了学生的相关知识或原理的理解。同时，缺乏案例式教学、现场教学以及讨论启发式教学，在学生的学习过程中没有充足的时间进行自主探索，严重阻碍学生对知识的理解与掌握，同时一定程度上阻碍了学生运用所学知识解决实际工程问题能力的发展。因此，应当对机械设计教学体系进行创新。
2创新机械设计教学体系措施
2.1调整教学内容
机械设计的学科教学内容应从实际出发，注重教学的整体性、实践性以及创新性。如今，很多学生对于机械设计的基础知识掌握不明确。所以，机械设计教学中应当遵循适度够用的理论知识学习原则，可采取重点学习、部分理解等方式。首先，教学内容要清晰精简，要精简机械设计这门课程的教学内容，避免学生在相关知识的学习中产生知识重复。同时，在学生的实际应用教学中，如实验、实习、课程设计、社会调查、毕业论文以及课外科技活动等注重实践运用的教学环节，不但要适度融入相关基础知识，还要增加其课程。其次，要注重知识的整合。在机械设计的实际教学中，将其中关联性与联系性较大的知识急性整合学习。最后，在机械设计的教学过程中应当注重知识点的增设。不仅要注重知识的重点性，还要考虑知识的完整性，可以增设以电、液为动力的机构组合，结合实际的典型机械等新内容，使学生全面认识现代机械，以适当前生产实际需要，方便计算机辅助设计的应用和推广。
2.2加强学生能力培养
机械设计是一门极具实践性的课程，过程中应当注重学生设计技能和创新能力的培养，以培养学生技术应用能力为主要教学目的，同时注重学生工程意识、工程实践能力、创新意识以及社会实践能力的培养。实际教学过程中，教师应当彻底摒弃传统的灌输式教学模式，在讲解相关理论知识或原理时，注重培养学生总结结论的能力。同时，在相关知识或原理的讲解时，融入其在实践中的应用，坚持产、学、研相结合，体现机械设计教学的基础性、系统性、实践性以及现代性。
2.3创新教学方法
目前，相关院校的招生多是面向全国，导致各种学生的机械设计学习基础不一。因此，要不断创新如今的机械设计教学。教学过程中，应当加强直观教学，在学生学习相关理论知识或原理的同时，让学生接触各类种机械、机构、零件、部件、图纸，提高学生相关知识或原理的实践性。同时，教师也可以利用多媒体、电子教案、CAI课件以及录像等现代教学技术，借助计算机和互联网，利用虚拟现实技术和仿真软件系统，开展机械设计的现代化、立体式教学。此外，教师在机械设计的实际教学中，应当尽量减少相关知识或原理的理论推导，运用例证讲清思路，加深学生对相关理论知识或原理理解，提高课堂教学效率。
2.4增加教学实践
机械设计是一门较注重实践运用的学科，教学时教师不能仅仅注重学生的知识学习，要更加重视学生的知识运用，如绘制机构运动简图。图2为机构简图的绘制步骤。以四杆机构为例，结合日常见到的筛东西、磨豆腐等，布置设计任务。在四杆机构的讲解过程中，不断提醒双曲柄机构、曲柄摇杆、双摇杆机构分别有什么运动特性，能转化为什么样的运动形式，现实生活中有哪些物品用到了这些机构，不断启发引导学生思考设计任务。一个机器少不了动力，因此课程中增加电动机的选用环节。学生设定自己运动机构的各种参数后，按部就班选用电动机，由此掌握效率等概念，并对整体的机器建立一个大概的认识。电动机选好后，考虑减速的问题。这时，可以引进齿轮机构（包括蜗轮蜗杆）、带传动、链传动。齿轮机构重点讲传动比的分配、计算及选用，对于渐开线的形成等和现场应用联系不密切的内容可忽略不讲。带传动、链传动重点讲传动特点和应用。此外，学习过程中要加入查手册选材料环节，把时间用到应用实践上。
3结语
目前，我国机械设计教学体系仍然存在教学内容过于庞杂、无法适应时代的快速发展以及教学方式过于陈旧和落后等问题。因此，在机械设计实际教学过程中，应当调整教学内容，加强学生能力培养，同时不断创新教学方法，以期为国家培养更多机械设计创新性人才。
作者:李爱军 徐红芹 王红梅 单位:山东理工大学机械学院
参考文献
[1]金京，罗声.基于创新能力培养的机械设计类课程教学改革与实践[J].纺织服装教育，2012，27（6）：534-536，539.
[2]钱抗抗.创新教育模式的理论研究与改革实践——浅谈机械设计基础的微课开发与实践应用[J].职业，2016，（11）：45.
关键词：语义网技术；机械设计；现状；应用意义
前言
机械设计主要是指对机械的工作原理、结构、各零件的材料、形状尺寸等各方面进行构思、分析进而得出具体结论的工作过程。而目前的经济发展较为迅速，对于机械设计的要求也就越来越高，新时期的机械设计要更趋向于信息化、创新化、智能化，将语义网技术运用到机械设计上可以使设计更加方便、完善。
1.语义网的概述
语义网的概念最早是由蒂姆・伯纳斯-李提出来的，目前对于语义网的概念还没有统一的界定。但是语义网是未来网络的一个大胆设想。它是万维网的拓展、延伸，更加能够高效的理解词语，并能快速理清各个逻辑关系。更加方便人们与电脑进行沟通，提供高效的智能服务。
虽然对语义网目前还没有准确的定义，但是语义网相对于万维网来说具有以下几点区别：（1）面对的对象不同，万维网主要面对的对象是人，供“人”阅读和使用，而语义网面对的对象是机器。能够直接和计算机进行交流和合作。（2）侧重点不同，万维网侧重的是信息的格式，而语义网则侧重的是语义内容。（3）工作方式不同，万维网主要是人们用来搜集、整理信息的，而语义网的检索更加智能化，不必从大量的检索信息去挖掘所需数据。（4）主要任务不同，万维网的任务主要是帮助人们获取信息，供人们使用和交流。而语义网则是通过与计算机的交流，让计算机帮助人们完成一些工作，从而让网络应用更加智能化、自动化[1]。
2.语义网技术在机械设计中应用的研究现状
语义网虽然在学术界还没有统一的界定，但是其本身特有的优势已经受到越来越多的人喜爱，同时被广泛应用到各个领域。在机械设计中，语义网的应用也是刚刚起步，但是却起到很大的作用和效率。尤其在机械设计零部件、产品概念的设计上等应用现状较为明显。
2.1在机械设计零部件中信息重用的应用
语义网的发展突飞猛进，被广泛应用到各个领域，在机械设计领域效果也较为显著。语义网与传统的网络技术不同的是可以将设计信息达到共享，对于机械零部件设计环节来说，信息共享尤为重要。所以，语义网可以实现机械产品零部件信息重用，这样，大大提高了设计人员的工作效率，不必将大量的时间耗费在研究新产品上，提高了成功率的同时，也减少了企业的部分开销[2]。
2.2语义网技术应用到机械产品信息语义交换中
语义网技术能够高效的理解词语及逻辑关系，在机械设计中的应用，可以实现机械产品信息语义交换，也就是说可以将机械产品信息资源应用到各个系统中，并且还可以对各种数据进行自动处理和语义交换，这样就更容易让工作人员对机械产品进行开发、研究。
2.3语义网广泛应用到概念设计中
在产品的设计概念中，最重要的就是要构建合理的产品系统构架，确保子系统的配置与各个系统之间的交互顺利。在交互的环节中，其接口部分尤为重要，它是完成各系统间交互的重要环节。将语义网运用到产品概念的设计中，可以有效发挥其优势，顺利完成各项工作环节。保障产品概念设计更加快速、准确[3]。
3.语义网技术在机械设计中的应用意义
3.1语义网技术的应用可以使机械设计更加信息化、智能化
语义网技术在机械设计中具有重要的应用意义，它能够使机械设计更加信息化、智能化。语义网本身具有的优势可以为计算机辅助设计系统提供相应的语义交换平台，可以有效的实现信息数据转换，快速理清各种逻辑关系之间的联系。因此，随着科学技术的发展和互联网技术的广泛应用，语义网技术在机械设计中被广泛的应用，同时，语义网带来的便利也使得机械设计更加的协同化、智能化，成果较为显著。
3.2语义网技术应用到机械设计领域中是必然趋势
机械设计方法论的发展常常与其他领域研制的成果相结合，比如绿色设计、智能设计等设计成果都是引入其他领域的研究成果，而取得的成功方案。但是，随着目前的科学技术的发展，很多设计成果已然遇到了发展瓶颈，尤其在互联网领域中，网络信息不断增长，很多网络信息数据及内容不能被很好的筛选和解读，检索率下降，就不能提供更加准确、快捷的信息资源。比如，基于知识设计应用系统的知识库共享问题，以及重用困难、数据检索率低等，面对日益突出的设计问题，将语义网技术结合到机械设计中去，是机械设计发展的必然趋势。
3.3研究基于语义网技术的机械设计是适应互联网技术发展的必然要求
语义网以其独特的优势和高速运转的能力必然会成为未来互联网技术的一颗璀璨“明珠”，必会代替万维网而成为主流技术。在信息共享、语义转换的特殊功能下为制造企业提供了可靠的共享平台，为产品设计提供了便捷的优势。传统的Web信息处理也必然会转向语义网的知识处理。因此，研究语义网技术的机械设计是适应互联网技术发展的必然要求，是未来科学技术应用的研究热点。
4.结束语
综上诉述，随着计算机技术、互联网以及人工智能技术的不断发展，机械设计必然会更加信息化、智能化、协同化。语义网的出现，更是引起了极大的反响，在各个领域都被广泛应用。其独特的优势及其高速运转的能力在机械设计中得到了很好的应用，且效果显著。它是未来互联网技术发展的必然趋势，因此，研究给予语义网技术的机械方法和技术研究具有重要意义。
参考文献：
[1]张强.基于网络机械设计实验仿真及远程数据采集实验系统研究[D].北京科技大学硕士论文，2011，（5）.
[2]张岩松.基于语义网技术的机械设计方法和技术研究[J].学术论丛，2012，（3）：22-23.
[3]杨利花，杨世强.现代设计方法及其发展趋势[J].甘肃科学学报，2013，（8）：33-34.
作者简介：
［关键词］民办高校应用型本科机械设计制造及其自动化人才培养方案
［作者简介］孙芹（1979-），女，山东威海人，山东英才学院机械学院，讲师，硕士，研究方向为机械制造及其自动化、数控技术。（山东济南250100）
［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2012）21-0090-02
一、高等教育的分类
我国著名教育家潘懋元先生指出：“高等学校的分类是一个世界性的难题，又是关系到中国高等教育能否持续发展的关键。目前，我国还没有一个权威的分类方法。”在我国，受到广泛关注和认同的高等教育分类法有两种。
1.国际教育标准分类法。联合国教科文组织（UNESCO）1997年公布的《国际教育标准分类法》，将教育分为3个层次、7级、3种类型。其中，第3层次中的第5级是高等教育，分为5A和5B两种类型，如图所示。
归纳上述第5级的教育，高等教育可分为：学术型、应用型、实用型3种类型的教育。
2.潘懋元教授分类法。依据《国际教育标准分类法》，我国高等教育可分为综合研究型、专业性应用型和职业性技能型三类。在此基础上，我国高等学校可分为综合研究性研究型大学、专业性应用型大学或学院和职业性技能型的高职院校三类。
二、社会人才需求情况调查与分析
依据中国劳动力市场信息网监测中心的2010年第四季度部分城市公共就业服务机构市场供求状况分析，106个城市中，用人单位通过公共就业服务机构招聘各类人员约478.5万人，进入市场的求职者约473.3万人，岗位空缺与求职人数的比率约为1.01。按行业分组的需求人数分析，制造业需求人数 131.8289万，所占比例约为27.5%，占到总需求量的1/4还要多。按文化程度分组的供求人数分析，职高、技校、中专需求人数94.6331万，所占比重54%，大专需求人数81.2272万，所占比重17%，大学需求人数40.7119万，所占比重为8.5%，由以上数据可见，职高、技校、中专、大专需求占到总需求量的70%以上，即技能型人才需求量最大。
三、应用型本科机械设计制造及其自动化专业本科人才培养方案的实践
民办高校从办学条件、生源质量、师资队伍和水平来看，都与办学多年、文化积淀深厚的公办本科院校有着较大的差距。因此，人才培养方案的制订应从学生的实际出发，做到有教无类、因材施教，以应用为切入点实施教学，尊重学生兴趣爱好和实践能力的培养，走特色发展之路。
1.人才培养的目标和规格。在培养目标上，培养具备扎实的机械设计制造基础知识与应用能力，掌握现代机械设计方法和先进制造技术，具有较强的工程实践能力和开拓精神，能在工业生产第一线从事机械产品设计、制造、应用研究、科技开发、运行管理和相关技术工作的高级技术应用型人才。
在培养规格上，强调知识、能力和素质的协调发展。（1）在知识结构上。毕业生应具有外语、文献检索和科技写作等工具性知识；具有扎实的自然科学基础和社会科学基础知识；掌握本专业需要的计算机、数学等专业技术基础知识和机械学、电子学等专业知识；（2）在能力结构上。毕业生要掌握中等复杂程度零件的机械设计、制造和工艺编制的方法；具有一般机械设备安装、调试、运行、操作和维护的能力；具有数控机床操作、编程的能力；具有获取知识、应用知识和创新能力；具有一定的外语应用能力。（3）在素质结构上。注重培养学生热爱祖国，遵纪守法的思想道德素质；培养学生良好的文化素质；培养学生严谨、扎实，富有创新精神的专业素质；培养学生良好的身心素质。
2.结合目标定位，合理制订人才培养方案。在人才培养方案的制订过程当中，学校必须考虑学生的就业能力、就业范围，加强基础理论课和专业基础课的学习，同时考虑学科之间的交叉，培养机械类通用型本科人才，为学生的创新能力和职业适应能力培养奠定基础，并重视实践教学环节教学，使学生在学校就获得工程实践能力的基本训练，考取国家职业资格证书。因此，学校必须对部分课程进行整合，加大实验、课程设计、实习实训、毕业论文等实践教学环节的力度，重构课程教学体系，同时，实践教学环节应注重课堂内外、校内、校外的有机结合，使学生更多地接触社会，达到人才培养目标。此外，还应重视个性化人才培养，以科技创新为导向开设选修课程，学生可以结合自己的兴趣自由选择，并开设创新实验室，学习方向完全取决于个人的兴趣，从而制定出创新型、应用型本科的人才培养方案。
3.以就业为导向，提高学生职业适应能力。学院要注重研究社会对人才的需求，及时对专业设置进行调整，提出“订单式教育”，即社会需要怎样的人才，学校就培养怎样的人才。学院还根据不同专业毕业生的就业需求，积极开展“特色课程教育”，全方位增强学生的综合能力。
4.完善课程体系，提升学生知识迁移能力。为进一步提高教学质量，满足社会对高素质人才的要求，不断完善课程体系，注重学生基本理论和专业技能的培养，突出学生创新精神、实践能力和创业能力的培养。（1）课程体系的设置体现知识、能力和素质的协调发展。课程设置体现“计算机不断线”，加大课程设计，强调机械设计理论、机械工艺和先进制造技术理论学习，并根据专业特点安排实验实训课程。通过实践把理论知识进行强化，并提高学生的动手和创新能力。同时，课程体系注重课程间的相互联系，重视精品课程建设，重点专业课程至少要达到院级优质课建设水平，课程建设在知识、能力和素质整体架构中有目标、有计划地开展。（2）尝试对毕业设计（论文）进行改革。为实现应用型本科的人才培养目标，学生的毕业论文内容既要包含设计又要包含制造，而且学生必须在数控机床上至少加工出毕业论文中的一个中等复杂的零件，通过毕业设计，让学生掌握机械零件从设计到制造的全过程。
5.加强特色实践教学环节，强化学生工程实践能力。实践教学是应用型本科教育教学体系中的重要组成部分，是培养学生的专业技术应用能力及分析问题和解决问题能力的重要途径。应用型本科教育的特点决定了其实施主体要建立与相关专业未来的岗位群工作现场相近的实训场所，以便让学生尽可能地在相近的“职场情境”中开展有针对性的专业技能训练，进而实现培养学生处理生产现场各种实际技术问题的能力。
在课程体系框架下，将实践教学环节划分为实验、课程设计和综合实训，实践教学环节要与相应阶段的理论教学相对应。鼓励学生参加各种机械产品设计大赛，通过大赛，强化学生的工程实践能力，同时也使师资队伍得到锻炼。鼓励学生参与教师的科研项目，构建学研结合、层次递进的立体化、开放式的实践教学体系。除了校内实践教学之外，学校还应把“注重实践、复合培养”作为创新人才培养机制的突破口。因此逐步实现学院与行业企业的教学资源共享，教学过程共管，共同建设专业，共同建设实训实习基地，共同确定职业标准、培养方案、课程内容和质量考核体系，让企业专家参与人才培养方案的制订，充分发挥行业、企业在学校建设中的重要作用，校企合作为学生实践环节的教学提供了理想的场所。
6.构建完善的教学管理机制，保障培养方案的有效实施。以全面提高教学质量和人才培养质量为目标，建立起由组织系统、评估系统、信息系统和调控系统构成的质量监控体系，对教学质量和人才培养质量实施全过程监控。（1）组织系统。学校建立了校、院、教研室三级监控组织系统，三级组织各负其责，上下协调，运行有效。（2）评估系统。学校以各教学环节质量标准为依据，通过教学评价、教学检查、教学督导，对教师的教学质量进行评估。（3）信息系统。教学质量信息采集主要来源于教学评价、教学检查、教学督导活动和学生信息员报送信息以及毕业生质量跟踪调查获得的信息。（4）调控系统。健全的组织系统、严格的评估系统、畅通的信息系统，为教学质量的调控创造了条件。学校的人才培养方案执行情况及与社会需求的适应情况、学科专业建设情况、课程建设情况、教学基本设施情况、教学管理水平和效率、师德、学风等方面的问题，都可以得到及时的调控。为了保证教学质量，学校实行了“教学质量一票否决制”。明确规定，凡出现重大教学事故或在教学评价、教学检查、教学督导中评定结果为不合格的教师，当年考核为不合格。对于严重不负责任、授课效果极差、学生反映强烈或连续出现严重教学事故的教师，取消其授课资格，聘期内不再继续聘任其从事教学工作。对教学质量综合评价结果差的外聘教师，取消其授课资格。
四、结束语
对机械设计制造及自动化本科专业的人才培养方案的探讨与实践，旨在提高学生的知识应用能力、工程实践能力和职业适应能力，培养学生的团队协作精神和创新意识，使毕业生得到社会和企业的认可，从而吸引优秀教师、优秀生源来学校工作、学习，把学校建设成一流的应用型本科大学是必然的趋势。
［参考文献］
［1］劳动和社会保障部.2010年第四季度部分城市公共就业服务机构市场供求状况分析［DB/OL］./gb/zwxx/2011-02/11/content_391109. htm，2011-02-11.
［2］高林，鲍洁，梁燕，等.关于高等教育分类与应用性本科教育培养目标的研究［J］.教育与职业，2006（17）.
［3］潘懋元.高等学校分类与定位问题［J］.复旦教育论坛，2003（3）.
［4］张士勲，张仲秋，郭占元.民办应用型高等教育定位的思考［J］.广东培正学院学报，2005（3）.
［5］吴亚男.土建类专业应用型本科人才培养体系的探索与实践——以山东建筑大学为例［J］.中国成人教育，2010（14）.
［6］张兴华.应用型本科机械设计制造及自动化专业人才培养方案研究［J］.广东白云学院学刊，2006（1）.
［7］刘迎春，宁立伟，邓奕，等.应用型本科机械设计制造及其自动化专业人才培养课程体系的研究［J］.湖南工程学院学报（社会科学版），2004（3）.
［8］何根海，谭甲文.基于校地合作的应用型本科人才培养的改革与实践［J］.中国高教研究，2011（4）.
[关键词]机械原理 卓越工程师计划 教学内容与课程体系 CDIO 教学方法改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）01-0132-03
机械原理是机械类和近机类专业十分重要的主干技术基础课程，是理论课程向工程实践课程转换的过渡性环节，具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用，在机械类高级工程技术人才培养的基础系列课程中是不可替代的。[1]但是，传统机械原理教学存在目标单一、内容陈旧、方法死板、考核简单片面等不足，与理论力学、机械设计等相关课程间存在教学内容重复或脱节、整体协调性不足等问题[2] [3]，导致教师讲课费力，学生听课乏力，教与学的效果不理想，甚至造成对立的师生关系。
学校针对机械设计制造及其自动化专业国家级“卓越工程师教育培养计划”项目的实施需要，进行了基于项目的CDIO教学模式、基于网络资源和创意兴趣的自主学习模式等教学方法改革探索与实践。本文从机械原理的课程体系、教学方法等角度进行全面介绍。
一、面向卓越工程师教育培养计划的教学内容体系构建
处理好机械原理与理论力学、机械设计等专业基础课间分工和衔接，不同于机械制图与建模、刚体运动与力分析、零部件强度计算与校核、材料成型与加工等专一知识和能力的培养[4]，机械原理以培养学生面向机械系统的机构设计与分析能力为主，在机构学、机器动力学和常用机构等基本知识学习基础上，更加注重机械系统的设计和综合创新能力培养。[5]处理好机械原理课程内部各章节间内在关系，机械原理教学内容可划分为机械系统、基本原理和常用机构三大模块，构建各教学模块间有机联系，课程体系与教学模块关系如图1所示。
机械系统模块是培养学生系统观念的重要途径，利用完整的机械系统实例把课程知识点串联，贯穿绪论、机器人机构及其设计、机械系统方案设计等章节的教学全过程，形成闭环。
基本原理模块包括结构分析、运动分析、力分析、效率与自锁、机械平衡、机械运转速度波动调节等章节，重点讲授：1.机构结构分析中机构组成、自由度计算、组成原理和型综合等知识点;2.机构运动分析中解析法;3.平面机构力分析中运动副总反力和机构受力分析;4.机械自锁和速度波动调节。而与理论力学等前期基础课联系紧密的运动分析图解法采用实例化教学，在学生自学、练习、讨论基础上，点明速度影像和加速度影像等知识点;实践性较强的机构运动简图、机械平衡以实验教学为主线。
常用机构模块包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系和其他常用机构等章节，重点讲授：1.连杆机构中平面四杆机构设计的图解法和解析法;2.凸轮机构中轮廓曲线设计解析法;3.齿轮机构中渐开线直齿圆柱齿轮啮合定律、啮合传动、变位齿轮和斜齿圆柱齿轮;4.齿轮系的传动比和效率计算。而常见多杆机构、凸轮基本尺寸确定、渐开线特性、其他常用机构等知识点以自学、调研等自主学习方式为主。
二、基于认知规律的“以生为本”教学方法改革与实践
国内众多高校长期开展机械原理精品课程建设，使教学理论、课程体系、教学内容、教学方法与手段等研究工作不断深入，在教材、电子教案、电子教具、教辅参考资料、教学视频和网络平台等教学资源建设方面进展显著，为机械原理课程教学方法改革奠定基础。
（一）基于慧鱼组合模型的机械系统概念强化与贯穿
课程学习前，利用工程训练中心慧鱼创意组合模型，让学生按照已有拼装路线亲手搭建典型的机械系统模型，如各种类型机器人，使课程教学从“积木游戏”场景中开始，逐步了解机械原理所学的连杆、凸轮、齿轮及齿轮系等机构;课程教学结束前，要求学生根据学习内容，自主搭建一个新型的综合型机械系统。学生能够全程深度参与课程教学，实现寓教于乐，激发学生学习兴趣和热情。
以学生自主搭建典型机械系统模型为课程学习对象，贯穿机构结构分析、运动分析和连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系等教学全过程。引导学生发现并解决其隐藏的科学问题，包括概念理解、问题分析、问题求解等主要的学习环节，教师承担定义阐述、提出问题、思路引导、方法总结和疑难解答等辅工作，激发学生主观能动性，真正实现学生自主学习、教师辅助指导的教学模式。
（二）基于网络教学资源的自主学习模式实践
随着互联网技术的发展，大学校园内学生上网便捷快速，机械原理课程的网络教学资源十分丰富，如国家精品课程资源网[6]、江苏科技大学课程建设与辅助教学平台[7]、第一视频教程网[8]等，为机械原理课程的自主学习模式探索奠定基础。同时，在学校课程建设与辅助教学平台上开设相应的同步网络教学班级，实现课上课下同步进行。随着基于网络教学资源的自主学习模式推广，学生对机械原理课程的学习主动性和积极性逐步得到加强。
由于网络资源自主学习的时间、地点具有很大程度的自由，且学生对自主学习的效率存在差异，教师需做好前期引导和后期考核工作：每次课结束前，应明确下次课教学内容和对应的网络资源材料;每次课开始时，需通过提问、课堂练习等方法检查学生课后自主学习效果，对共同存在的疑难问题要及时解释，强化理解。基于网络教学资源的自主学习模式，不但调动了学生的主动性和积极性，而且自主学习环节实际上是一次学习阶段，课堂提问与检测环节则是二次学习阶段，课后作业、答疑等环节则是三次学习阶段，三者具有一定的时间差，对课程知识点的理论和吸收具有良好效果，尤其是课程教学。
（三）基于计算机和编程技术的项目式教学模式改革
项目式教学分为科技论文写作与课外大作业两类。在机械原理学科发展方向调研和文献查阅基础上，每位学生选择一个自己感兴趣的方向，如机械发展史、医疗机器人、生物机械、仿生机构、微小机械等，严格按照国家科技论文写作要求和规范撰写报告，包含题目、中英文摘要、中英文关键词、引言、正文、结论和参考文献等部分。
课外大作业是项目式教学的重点，引入计算机技术和Matlab软件进行机械原理课程课外大作业的解析法分析。课外大作业包括运动分析、力分析、连杆机构设计、凸轮轮廓曲线设计、齿轮轮廓曲线设计和速度波动调节这六种类型，要求全体学生自行分成3-4人一组，从六类大作业题目中分别选择三项，共同完成分析建模、编程求解、报告撰写、演示答辩等环节，各团队成员必须有明确的分工与协作，禁止以逸待劳现象。完成后要求提交大作业实践报告、Matlab程序源文件及分析建模的关键草稿纸等材料，实践报告应达到内容完整全面、字迹图标工整清晰、格式符合国家科技论文规范等要求，Matlab程序源文件应达到运行流畅、注释合理充分、格式整齐美观等要求。
项目式教学实施过程中，以学生为主体，教师起引导答疑作用，实现科研基本思路和规范的训练，培养学生运用计算机和编程技术进行学习、研究的能力，为学生后继其他课程的学习、课程设计、毕业设计以至毕业后科研创新打下良好的基础，培养学生进行科学研究或工程设计的良好习惯。
三、课程综合改革实践效果与注意事项
通过机械原理课程教学改革与实践，在掌握课程基本理论、基本知识和基本技能基础上，学生的机构设计、综合、创新等专业能力和系统性工程意识、基本的科研素养得到显著提高，在后续的专业课程、第二课堂（如课外科技制作、机械创新设计大赛等）、毕业设计等学习环节中充分发挥作用，尤其是第二课堂，机械类专业学生兴趣浓厚，积极主动，上手快，创意多，动手实践能力强。
由于机械原理课程教学改革涉及内容体系、课堂教学、课内实验、课外大作业和期末考试以及相应的考核方法，存在面广、点多、工作量大等问题。为保证课程教学与考核方法综合改革实践的效果，应注意以下几个事项：
（一）学生的兴趣与投入。课程学时不断压缩，课堂教学时间越来越短，但教学内容与要求反而提高，而课余活动（尤其是网络普及带来的网络活动）不断丰富，导致学习时间减少。针对现状，必须全面激发学生的学习兴趣，自主投入一定的课外时间用于课外学习，包括项目驱动式课外大作业、课外科技创新与制作等内容。
（二）教师的钻研与投入。目前高校普遍存在“重科研、轻教学”的问题，使职称评审、考核奖励等活动的科研成果要求不断提高，导致教师对教学的专研精神和精力投入不足，需从学校制度上做适当引导，如我校职称评审中的教学绿色通道和重金奖励的教学模范奖，将教学成绩、学生评价作为考核指标。
（三）课外学习资源的建设与应用。课外学习的硬件资源包括场地（如开放教室、实验室、机房等）和慧鱼组合模型、常用工具、常规机床等设备设施;软件资源包括课外大作业的项目和本科生创新计划、机械设计创新大赛等活动。
四、结束语
为从知识、能力和素质三个层次上提高机械原理课程教学质量，进行了课程体系梳理、教学方法改革与实践，构建有机统一的课程教学模块，实践基于慧鱼组合模型、网络教学资源、计算机和编程技术的新型教学方法，有效提高了学生知识水平、专业能力、工程意识和科研素养。
[ 注 释 ]
[1] 孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2013.
[2] 于晓红，王小群，邱丽芳.机械原理与机械设计课程体系的优化整合[J].中国大学教学，2008（7）：34-36.
[3] 赵京，赖德华，门淑贵.以认知学习理论指导机械原理和机械设计课程的教学改革[J].大学教育科学，2004（2）：50-52.
[4] 陈文华，陈秀宁.“机械原理”课程改革的实践与探索[J].机械工业高教研究，2001（1）：71-74.
[5] 于晓红，韩建友，邱丽芳，等.深化机械原理课程教学改革[J].中国大学教学，2005（4）：25-26.
[6] http：// / details？uuid=8a833996-18ac928d-0118-ac9291e8-0636 / 2014-02-20.
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